ANALISIS STABILITAS JACKET DENGAN KEGAGALAN BUOYANCY TANK SAAT INSTALASI PADA POSISI

TUGAS AKHIR – MO. 141326

ANALISIS STABILITAS

JACKET

DENGAN KEGAGALAN

BUOYANCY TANK

SAAT INSTALASI PADA POSISI

VERTIKAL

TRI SUCAHYONO

NRP. 4313100039

DOSEN PEMBIMBING :

Dr. Ir. Wisnu Wardhana, S.E., M.Sc.

Herman Pratikno, ST., MT., Ph.D.

DEPARTEMEN TEKNIK KELAUTAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

TUGAS AKHIR – MO. 141326

ANALISIS STABILITAS

JACKET

DENGAN KEGAGALAN

BUOYANCY TANK

SAAT INSTALASI PADA POSISI

VERTIKAL

TRI SUCAHYONO NRP. 4313100039

DOSEN PEMBIMBING :

Dr. Ir. Wisnu Wardhana, S.E., M.Sc. Herman Pratikno, ST., MT., Ph.D.

DEPARTEMEN TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

ii FINAL PROJECT – MO. 141326

STABILITY ANALYSIS OF JACKET INSTALLATION WITH

BUOYANCY TANK FAILURE IN VERTICAL POSITION

TRI SUCAHYONO NRP. 4313100039

Supervisors :

Dr. Ir. Wisnu Wardhana, S.E., M.Sc. Herman Pratikno, ST., MT., Ph.D.

Department of Ocean Engineering Faculty of Marine Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

iv

ANALISIS STABILITAS JACKET DENGAN KEGAGALAN

BUOYANCY TANK SAAT INSTALASI PADA POSISI VERTIKAL

Nama Mahasiswa : Tri Sucahyono

Tahap akhir dalam perancangan struktur jacket lepas pantai adalah menentukan metode instalasi. Terdapat 3 metode instalasi jacket yaitu, lifting, launching, dan

self-floating. Metode launching adalah peluncuran jacket dari atas launch barge ke laut di lokasi instalasi jacket. Jacket yang menggunakan metode lauching sering dilengkapi dengan buoyancy tank sebagai penambah daya apung agar jacket dapat mengapung dengan sendirinya. Buoyancy tank dapat mengalami kebocoran baik karena fabrikasi yang buruk, kesalahan saat peluncuran, dan lain sebagainya. Maka dari itu, faktor kebocoran buoyancy tank perlu dipertimbangkan pda saat perencanaan. Faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah faktor lingkungan, terutama tinggi gelombang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui gerakan atau stabilitas jacket saat mengapung dengan mempertimbangkan variasi kebocoran atau kegagalan buoyancy tank serta mempertimbangkan variasi tinggi gelombang untuk mengetahui rentang tinggi gelombang yang aman untuk proses instalasi. Variasi konfigurasi buoyancy tank meliputi variasi posisi (3 model), variasi jumlah (1 model), variasi dimensi (1 model), variasi orientasi (1 model). Variasi tinggi gelombang meliputi tinggi gelombang 1.65 ft, 2.7 ft, dan 5.4 ft. Hasil dari analisis menunjukkan, model jacket dengan RAO 0.5 – 0.9 ft/ft aman untuk proses instalasi dengan rentang tinggi gelombang ≤ 5.4 ft, sedangkan model jacket dengan RAO > 1.0 ft/ft aman untuk proses instalasi dengan rentang tinggi gelombang ≤ 2.7 ft.

v

STABILITY ANALYSIS OF JACKET INSTALLATION WITH BUOYANCY TANK FAILURE IN VERTICAL POSITION

Name : Tri Sucahyono

Reg. Number : 4313100039

Department : Teknik Kelautan FTK – ITS

Supervisors : 1. Dr. Ir. Wisnu Wardhana, S.E., M.Sc. 2. Herman Pratikno, S.T., M.T., Ph.D.

Abstract

The final stage in the design of an offshore jacket structure is to determine the installation method. There are 3 methods of jacket installation that is, lifting, launching, and self-floating. The launching method is the launch of the jacket from the top of the launch barge to the sea at the location of the jacket installation. Jackets that use the lauching method are often equipped with a buoyancy tank as an added buoyancy to allow the jacket to float by itself. Buoyancy tanks can leak well due to poor fabrication, errors during launch, and so forth. Therefore, the buoyancy tank leakage needs to be considered at the time of design. Other factors to consider are environmental factors, especially wave height. This study aims to determine the movement or stability of the jacket during floats by considering the leakage variation or the failure of the buoyancy tank and considering the wave height variation to find the safe wave height range for the installation process. The variations of buoyancy tank configuration include position variation (3 models), variation of number (1 model), variation of dimension (1 model), variation of orientation (1 model). Variations of wave height include wave height from 1.65 ft, 2.7 ft, and 5.4 ft. Results from the analysis show that jacket model with RAO 0.5 - 0.9 ft is safe for installation process with wave height range ≤ 5.4 ft, while jacket model with RAO > 1.0 ft is safe for installation process with wave height range ≤ 2.7 ft.

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini berjudul “ANALISIS STABILITAS JACKET

DENGAN KEGAGALAN BUOYANCY TANK SAAT INSTALASI PADA POSISI VERTIKAL”.

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Studi Kesarjanaan (S-1) di Departemen Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan (FTK), Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya. Tugas Akhir ini membahas tentang gerakan jacket mengapung vertikal pada saat instalasi dengan pengaruh variasi kegagalan buoyancy tank dan pengaruh variasi tinggi gelombang.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mohon kritik, saran dan masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan dimasa yang akan datang. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat di gunakan sebagai mana mestinya serta berguna bagi penulis khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surabaya, 19 Juli 2017

vii

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam – dalamnya atas bimbingan dan bantuan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, baik secara langsung maupun tidak langsung, kepada :

1. Kedua orang tua penulis tercinta, Ali Mualim dan Nunuk Idawati atas segala kasih sayang dan dukungannya.

2. Dosen pembimbing pertama penulis, Bapak Dr. Ir. Wisnu Wardhana. S.E., M.Sc. yang telah bersedia membimbing penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini.

3. Dosen pembimbing kedua penulis sekaligus Dosen Wali penulis, Bapak Herman Pratikno, S.T., M.T., Ph.D. yang telah memberikan dukungan dan arahan bagi penulis selama berkuliah.

4. Karyawan Tata Usaha Departemen Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan – ITS, yang telah membantu mempersiapkan segala keperluan administrasi untuk perkuliahan dan tugas akhir.

5. Keluarga besar angkatan Valtameri L-31 yang selalu memberikan inspirasi dan semangat untuk pengerjaan tugas akhir.

6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan dan inspirasi.

viii

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Manfaat ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ... 5

2.1 Tinjauan Pustaka ... 5

2.2 Dasar Teori ... 6

2.2.1 Perkembangan Struktur Lepas Pantai ... 6

2.2.2 Jacket ... 7

2.2.3 Instalasi Jacket ... 8

2.2.4. Launching Jacket ... 9

2.2.5 Upending Jacket ... 10

2.2.6. Stabilitas Bangunan Laut Terapung ... 11

2.2.7. Titik-Titik yang Berpengaruh pada Stabilitas ... 12

2.2.8. Gerakan Bangunan Apung ... 13

2.2.9. Response Amplitude Operator ... 14

2.2.10. JONSWAP Spectrum ... 14

2.2.11. Buoyancy ... 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 19

3.1 Metodologi Penelitian ... 19

3.2 Prosedur Penelitian ... 20

3.3 Data Jacket ... 21

3.3 Data Lingkungan ... 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23

4.1Pemodelan Jacket dengan Buoyancy Tank ... 23

4.1.1 Case 1 (Variasi Posisi) ... 23

4.1.2 Case 2 (Variasi Posisi) ... 24

ix

4.1.4 Case 4 (Variasi Jumlah) ... 25

4.1.5. Case 5 (Variasi Dimensi) ... 25

4.1.6. Case 6 (Variasi Dimensi) ... 26

4.1.7. Case 7 (Variasi Orientasi) ... 26

4.2.Analisis Stabilitas Statis ... 27

4.3.Analisis Stabilitas Dinamis ... 28

4.3.1 Case 1 ... 28

4.3.2. Case 2 ... 33

4.3.3. Case 3 ... 37

4.3.4. Case 4 ... 42

4.3.5. Case 5 ... 47

4.3.6 Case 6 ... 51

4.3.7 Case 7 ... 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 61

5.1 Kesimpulan ... 61

5.2 Saran ... 61

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Perkembangan Teknologi Lepas Pantai (Chakrabarti, 2005) ... 6

Gambar 2.2. Jacket Launching (Ultramarine, 2001) ... 9

Gambar 2.3. Jacket Slides (Ultramarine, 2001) ... 9

Gambar 2.4. Jacket Tipping (Ultramarine, 2001) ... 10

Gambar 2.5. Jacket Separates (Ultramarine, 2001) ... 10

Gambar 2.6. Jacket Floating (Ultramarine, 2001) ... 10

Gambar 2.7. Proses launching hingga upendingjacket dengan floating crane (http://fgg-web.fgg.uni-lj.si Lecture15A.9 : Installation) ... 11

Gambar 2.8. Stabilitas Bangunan Laut Terapung (Murtedjo, 2014) ... 13

Gambar 2.9. Perbandingan spektra JONSWAP dan Pierson-Moskowitz (Chakrabarti, 1987) ... 15

Gambar 2.10. Histogram dan distribusi probabilitas yang berasal dari nilai – nilai γ, dan nilai – nilai γ yang direkomendasikan sesuai faktor pemberat. (Ochi, 1978) ... 16

Gambar 2.11. Sebuah kotak dengan volume 1 cm3 _{dan massa 4000 kg direndam di} air tawar 1000 kg/cm3_{. (Derret, 1999) ... 17}

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir ... 19

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir (lanjutan) ... 20

Gambar 3.2. Data Jacket ... 22

Gambar 3.3. Peta Laut Banda... 22

xi

Gambar 4.7. Pemodelan Case 7 ... 26

Gambar 4.8. Grafik Tinggi Metacenter (KML) ... 27

Gambar 4.9. Jacket case 1 ... 28

Gambar 4.10. Grafik motion heave pada Hs = 1.67 ft ... 29

Gambar 4.11. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 29

Gambar 4.12. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 29

Gambar 4.13. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 30

Gambar 4.14. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 30

Gambar 4.15. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 31

Gambar 4.16. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 31

Gambar 4.17. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 32

Gambar 4.18. Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft ... 32

Gambar 4.19. Model JacketCase 2 ... 33

Gambar 4.20. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 33

Gambar 4.21. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 34

Gambar 4.22. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 34

Gambar 4.23. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 35

Gambar 4.24. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 35

Gambar 4.25. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 35

Gambar 4.26. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 36

Gambar 4.27. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 36

Gambar 4.28. Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft ... 37

Gambar 4.29. Jacket case 3... 38

Gambar 4.30. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 38

Gambar 4.31. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 38

xii

Gambar 4.33. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 39

Gambar 4.34. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 40

Gambar 4.35. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 40

Gambar 4.36. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 41

Gambar 4.37. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 41

Gambar 4.38. Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft ... 41

Gambar 4.39. Model Jacket case 4... 42

Gambar 4.40. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 43

Gambar 4.41. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 43

Gambar 4.42. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 43

Gambar 4.44. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 44

Gambar 4.45. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 44

Gambar 4.46. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 45

Gambar 4.47. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 45

Gambar 4.48. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 46

Gambar 4.49. Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft ... 46

Gambar 4.50. Model Jacket Case 5 ... 47

Gambar 4.51. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 47

Gambar 4.51. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 48

Gambar 4.53. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 48

Gambar 4.54. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 49

Gambar 4.55. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 49

Gambar 4.56. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 49

Gambar 4.57. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 50

Gambar 4.58. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 50

xiii

Gambar 4.60. Model Jacket case 6... 52

Gambar 4.61. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 52

Gambar 4.62. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 52

Gambar 4.63. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 53

Gambar 4.64. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 53

Gambar 4.65. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 54

Gambar 4.66. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 54

Gambar 4.67. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 55

Gambar 4.68. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 55

Gambar 4.69. Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft ... 55

Gambar 4.70. Model Jacket case 7... 56

Gambar 4.71. Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft ... 56

Gambar 4.72. Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft... 57

Gambar 4.73. Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft... 57

Gambar 4.74. Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft ... 58

Gambar 4.75. Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft ... 58

Gambar 4.76. Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft ... 58

Gambar 4.77. Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft ... 59

Gambar 4.78. Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft ... 59

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data Jacket... 23

Tabel 4.2. Data Buoyancy Tank tiap Case ... 23

Tabel 4.3. GM Setiap Model Kondisi Normal ... 28

Tabel 4.4. GM Setiap Model Kondisi Buoyancy Tank Damage ... 28

Tabel 4.5. Gerakan peakheavejacketcase 1 ... 30

Tabel 4.6. Tabel peak pitch jacket case 1 ... 31

Tabel 4.7. Tabel peak surge jacket case 1 ... 32

Tabel 4.8. Tabel peak heave jacket case 2 ... 34

Tabel 4.9. Tabel peak pitch jacket case 2 ... 36

Tabel 4.10. Tabel peak surge jacket case 2 ... 37

Tabel 4.11. Tabel peak heave jacket case 3 ... 39

Tabel 4.12. Tabel peak pitch jacket case 3 ... 40

Tabel 4.13. Tabel peak surge jacket case 3 ... 42

Tabel 4.43. Tabel peak heave jacket case 4 ... 44

Tabel 4.15. Tabel peak pitch jacket case 4 ... 45

Tabel 4.16. Tabel peak surge jacket case 4 ... 46

Tabel 4.17. Tabel peak heave jacket case 5 ... 48

Tabel 4.18. Tabel peak pitch jacket case 5 ... 50

Tabel 4.19. Tabel peak surge jacket case 5 ... 51

Tabel 4.20. Tabel peak heave jacket case 6 ... 53

Tabel 4.21. Tabel peak pitch jacket case 6 ... 54

Tabel 4.22. Tabel peak surge jacket case 6 ... 56

Tabel 4.23. Tabel peak heave jacket case 7 ... 57

Tabel 4.24. Tabel peak pitch jacket case 7 ... 59

xv

DAFTAR LAMPIRAN

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Salah satu faktor penting dalam perancangan struktur

jacket

lepas pantai

adalah menentukan metode instalasi yang digunakan. Tergantung dari metode

instalasi yang digunakan, beban yang dialami struktur selama proses instalasi harus

dipertimbangkan pada saat menentukan dimensi dan spesifikasi

member

.

Terdapat 3 cara yang bisa dipertimbangkan untuk instalasi

jacket

.

Lifting

(diangkat),

launching

(diluncurkan), dan

self-floating

(Soegiono, 2004).

Jacket

launching

adalah proses peluncuran struktur

jacket

dari

launch barge

ke laut di

tempat dimana

platform

akan diinstall dan beroperasi. Untuk

jacket

berukuran

besar, metode

launching

sering digunakan karena terbatasnya fasilitas

crane

yang

mampu mengangkat struktur. Selain faktor dimensi

jacket

, beberapa faktor lain

seperti terbatasnya

barge

yang tersedia, tempat instalasi, biaya, dan kemampuan

struktur yang kurang memadai untuk menahan beban

lifting

, menyebabkan metode

launching

menjadi pilihan yang tepat.

Meskipun proses peluncuran

jacket

berlangsung dalam waktu relatif

singkat, namun operasi ini sangat menentukan berhasil atau tidaknya instalasi

(Noble Denton and Associates, 1984). Kegagalan pada proses instalasi ini dapat

menyebabkan kerusakan pada member lokal, cacat pada transportasi

barge

,

menjungkirbalikkan

jacket

dan

barge

bersamaan, bahkan dapat menyebabkan

kehilangan struktur total (Gerwick, 1986).

Apapun penyebabnya, kegagalan pada operasi

launching

akan berakibat

pada penundaan jadwal konstruksi dan juga kerugian ekonomis. Maka dari itu

diperlukan analisis operasi

launching

dengan memperhitungkan beragam

parameter. Optimisasi perencanaan

launching

diperlukan untuk meminimalisir

stress

pada

jacket

dan

barge

(API, 1993).

Dalam analisis instalasi

jacket

, hal yang perlu diperiksa adalah

bottom

clearance

jacket

, stabilitas, dan nilai daya apung cadangan.

Bottom clearance

2

untuk mengamankan

gap

antara

jacket

dengan dasar laut agar tidak terjadi

kerusakan pada struktur (Jo, 2002). Tambahan daya apung pada lokasi yang tepat

diperlukan untuk memenuhi syarat daya apung yang cukup (Chakrabarti, 2005).

Demi mengamankan

gap

tersebut,

jacket

perlu memiliki daya apung yang cukup,

yaitu lebih dari 10% (Noble Denton/0028). Jika daya apung

jacket

tidak memenuhi,

maka perlu diberi modifikasi struktur untuk memberikan daya apung tambahan

yang disebut

buoyancy tank

. Terdapat kemungkinan jika struktur tambahan

buoyancy tank

tersebut rusak, atau kemasukan air selama proses instalasi.

Pemosisian dari

buoyancy tank

juga berpengaruh pada stabilitas

jacket

saat

instalasi. Maka dari itu kemungkinan rusak/

damage

pada

buoyancy tank

beserta

variasi posisinya perlu dipertimbangkan dalam analisis instalasi

jacket

.

Kondisi lingkungan juga perlu dipertimbangkan pada saat proses instalasi

(Jo, 2002). Pada saat

jacket

mengapung diperairan, perilaku gerakan

jacket

akibat

kondisi lingkungan perlu diamati demi menjamin keamanan saat operasi. Oleh

karena itu, dalam penelitian ini parameter variasi tinggi gelombang diperhitungkan

dalam analisis stabilitas

jacket

.

Dengan pertimbangan tersebut, penulis mengambil judul “Analisis

Stabilitas

Jacket

Saat Instalasi dengan Variasi Kegagalan

Buoyancy Tank

”

sebagai

judul tugas akhir.

1.2

Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dikaji dalam tugas akhir ini adalah:

1.

Bagaimana stabilitas

jacket

saat mengapung pada posisi vertikal dengan

variasi kegagalan pada

buoyancy tank

?

2.

Bagaimana karakteristik gerakan

jacket

saat mengapung pada posisi

vertikal dengan variasi kegagalan pada

buoyancy tank

dan variasi tinggi

gelombang serta rentang gelombang yang aman untuk proses instalasi?

1.3

Tujuan Penelitian

3

1.

Mengetahui pengaruh variasi kegagalan pada

buoyancy tank

kepada

stabilitas

jacket

selama mengapung pada posisi vertikal.

2.

Mengetahui karakteristik gerakan

jacket

pada saat mengapung dengan

posisi vertikal akibat variasi kegagalan pada

buoyancy tank

dan variasi

tinggi gelombang.

1.4

Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari penulisan tugas akhir ini adalah dapat

digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk analisis instalasi

jacket

dengan

variasi parameter kerusakan/bocor/

damage

pada

buoyancy tank

dan variasi tinggi

gelombang laut.

1.5

Batasan Masalah

Untuk memperjelas permasalahan tugas akhir ini, maka perlu adanya ruang

lingkup pengujian atau asumsi-asumsi sebagai berikut:

a.

Analisis dilakukan pada

jacket

jenis 4 kaki hasil dari Tugas Rancang Besar.

b.

Pemodelan struktur menggunakan

software

SACS.

c.

Asumsi struktur memerlukan

buoyancy tank

untuk proses instalasi.

d.

Analisis stabilitas dan karakteristik gerakan menggunakan

software

MOSES.

e.

Kondisi

damage

diasumsikan

flooding

pada

buoyancy tank.

f.

Variasi

buoyancy tank

meliputi variasi posisi, dimensi, bentuk orientasi dan

jumlah.

g.

Variasi tinggi gelombang mewakili lingkungan kondisi tenang dan ekstrim.

h.

Kekuatan struktur diabaikan.

i.

Analisis stabilitas

jacket

dilakukan pada saat

jacket

mengapung pada

kondisi vertikal.

j.

Bentuk

buoyancy tank

adalah tipe silinder.

1.6

Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir

4

BAB I pendahuluan menjelaskan beberapa hal tentang penelitian dalam tugas akhir,

yaitu masalah yang melatarbelakangi penelitian sehingga penting untuk dilakukan,

perumusan masalah yang menjadi problem dan perlu dijawab, tujuan yang

digunakan untuk menjawab permasalahan yang diangkat, manfaat apa yang didapat

dari dilakukannya penelitian tugas akhir, batasan dari penelitian tugas akhir ini,

serta penjelasan dari sistematika laporan yang digunakan dalam tugas akhir.

BAB II tinjauan pustaka dan dasar teori menjelaskan apa saja yang menjadi acuan

dari penelitian tugas akhir ini serta dasar-dasar teori, persamaan-persamaan, serta

code yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini.

BAB III metodologi penelitian menjelaskan urutan analisis yang dilakukan unuk

menyelesaikan permasalahan dan melakukan validasi dalam tugas akhir ini, beserta

pembahasan data.

BAB IV analisis hasil dan pembahasan menjelaskan tentang pemodelan struktur

dengan menggunakan software yang mendukung serta berisi analisis yang

dilakukan dalam tugas akhir ini, pengolahan dan serta membahas hasil yang telah

didapat.

BAB V kesimpulan dan saran menjelaskan tentang kesimpulan yang telah

didapatkan dari hasil analisa pada tugas akhir ini dan saran-saran penulis sebagai

pertimbangan dalam keperluan penelitian selanjutnya.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1

Tinjauan Pustaka

Jo (2002) menjelaskan mengenai parameter yang penting untuk

dipertimbangkan dalam analisis

launching

. Parameter yang perlu dipertimbangkan

antara lain kondisi lingkungan, spesifikasi dari

barge

,

ballast

dari

barge

, sudut

trim

,

dan lain – lain. Faktor yang berpengaruh dalam proses instalasi

launching jacket

antara lain tinggi

draft

, sudut

trim

, dan panjang

tilt beam

dari

barge

, serta COG,

COB, cadangan daya apung

jacket

dan rasio panjang

jacket

dengan

tilt beam

barge.

Dalam operasi

launching,

sangat penting untuk mengamankan

gap

antara

jacket

dengan dasar laut agar tidak terjadi kerusakan pada struktur akibat

menghantam

seabed

(Jo, 2002). Untuk menghindari hal tersebut,

jacket

harus

memiliki daya apung yang cukup agar

jacket

memiliki jarak aman terhadap

seabed

.

Flood (1994) menjelaskan analisis

side launch jacket

. Akibat dari

jacket

diluncurkan ke arah sisi

barge

membuat kecepatan meluncur

jacket

tinggi dan

menyebabkan beban hidrodinamik yang signifikan pada

jacket

. Beban yang

signifikan tersebut saat proses instalasi harus dipertimbangkan pada perancangan

struktur. Operasi

side launch

menyebabkan perlunya penguatan pada sisi

barge

.

He et al (2010) meneliti peluncuran dan

upending

jacket

dengan skema

small-hole flooding

.

Jacket

dirancang memiliki lubang berdiameter 13 mm pada

member bagian bawah

jacket

agar mampu

upend

dengan sendirinya. Selama proses

self upending

, jarak selisih antara

jacket

dengan dasar laut harus lebih besar dari

5m atau 10% dari kedalaman (200m), yakni harus lebih besar dari 20m. Namun,

akibat dari

small-hole

flooding

jarak selisih minimum antara

jacket

dengan dasar

laut bisa diturunkan menjadi 10m.

Berdasarkan total nominal dari daya apung, daya apung cadangan dari

jacket

harus memenuhi kriteria sebagai berikut :



Setelah peluncuran, daya apung cadangan harus lebih dari 15%.



Setelah peluncuran, ketika satu kompartmen rusak, cadangan apung

6

Setelah peluncuran, tinggi metasentrik memanjang dan melintang harus

melebihi nilai minimum dari :



Intact

GM harus tidak kurang dari 0,5m



Damage

GM harus tidak kurang dari 0,2m

Karena kompleksitas dari operasi

launching

, tidak ada

code

atau

regulation

yang menjelaskan

launching

secara mendetail (Jo, 2002). Oleh karena itu, dalam

analisis instalasi

launching

perlu dilakukan studi pengaruh variasi

–

variasi

parameternya untuk mengetahui seberapa besar pengaruhnya (Putra, 2010).

Penelitian mengenai varaisi pada

buoyancy tank

masih jarang dilakukan. Tujuan

dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh

damage

atau kemungkinan gagal

dari fungsi

buoyancy tank

pada proses instalasi

jacket

.

2.2

Dasar Teori

2.2.1 Perkembangan Struktur Lepas Pantai

Industri lepas pantai membutuhkan pengembangan dari teknologi baru

untuk memproduksi di daerah yang tidak dapat diakses untuk eksploitasi dengan

teknologi yang sudah ada. Biaya produksi dengan pengetahuan yang ada terkadang

membuat tidak menarik untuk melakukan eksploitasi. Dengan menipisnya

cadangan minyak yang terdapat di darat dan perairan dangkal, eksplorasi dan

eksploitasi minyak dan gas di perairan dalam menjadi tantangan untuk industri

lepas pantai. Eksplorasi dan eksploitasi lepas pantai berkembang secara pesat

menuju perairan yang lebih dalam.

Gambar 2.1.

Perkembangan Teknologi Lepas Pantai (Chakrabarti, 2005)

Struktur lepas pantai tidak memiliki akses ke daratan dan mungkin

7

Struktur lepas pantai terdapat 2 macam, terpancang (

fixed

) ke dasar laut atau

mungkin terapung. Struktur terapung mungkin ditambatkan ke dasar laut,

diposisikan secara dinamis (

dynamic positioning

) oleh pendorong atau mungkin

diperbolehkan mengapung secara bebas.

Struktur lepas pantai tipe terpancang (

fixed

) sering digunakan untuk

berbagai keperluan seperti pengeboran lepas pantai, pengolahan dan mendukung

operasi lepas pantai. Struktur lepas pantai tipe

jacket

sering digunakan di daerah

perairan yang relative dangkal (

shallow water

). Struktur anjungan lepas pantai

terdiri dari

deck

sebagai tempat yang menampung berbagai fasilitas pendukung

kegiatan lepas pantai, dan

jacket

sebagai struktur yang menahan beban dari

deck

dan diteruskan ke

seabed

. Ukuran dan dimensi struktur

jacket

bergantung pada

beban dan dimensi

deck

yang ditopang di atasnya.

2.2.2

Jacket

Jacket

, merupakan struktur lepas pantai yang paling umum digunakan untuk

pengeboran dan produksi. Beberapa struktur berisi kaki yang diperbesar, yang

cocok untuk

self-floating

selama instalasi di lokasi. Struktur

jacket

terdiri dari

tubular member

yang saling berhubungan untuk membentuk kerangka tiga dimensi.

Struktur ini biasanya mempunyai

batter

untuk mencapai stabilitas terhadap

toppling

dalam gelombang.

Pile

utama, yang berbentuk tabung, biasanya dibawa

bersamaan dengan

jacket

dan didorong melalui

jacket

kaki ke dasar laut.

Platform

ini umumnya mendukung suprastruktur memiliki 2 atau 3 deck dengan peralatan

pengeboran dan produksi, dan workover rig. Penggunaan

platform

ini secara umum

terbatas pada kedalaman air sekitar 500-600 ft (150-180 m) di lingkungan Laut

Utara yang ganas (gelombang desain khas 100 ft 130 m). Di lingkungan yang

menengah seperti di Teluk Mexico (gelombang desain khas 75 ft 23m) setengah

lusin

jacket

telah dipasang di perairan yang lebih dalam.

Jacket

merupakan struktur yang men-

support

dek diatasnya dengan

meneruskan beban diatasnya. Besar ukuran

jacket

tergantung dari besar ukuran

deknya dan beban yang diterima oleh struktur

jacket

baik dari dek ataupun beban

8

dipilih. Metode instalasi

launching

sangat tepat digunakan untuk

jacket

yang

berukuran besar.

2.2.3 Instalasi

Jacket

Sementara struktur teknik sipil dibangun di tempat instalasi mereka, struktur

lepas pantai dibangun di darat dan diangkut ke lokasi instalasi lepas pantai. Proses

dari struktur bergerak dari lokasi pembuatan ke lokasi instalasi mempunyai 3 proses

operasi berbeda yang disebut sebagai operasi loadout, transportasi dan instalasi.

Berbagai jenis struktur memerlukan metode transportasi dan instalasi yang

berbeda. Metode instalasi yang berbeda juga bisa digunakan pada tipe struktur lepas

pantai yang sama. Metode instalasi yang dipilih bergantung pada berat dan dimensi

fisik dari jaket dan juga kapasitas dari peralatan instalasi. Beberapa metode instalasi

jacket

sebagai berikut :

a.

Lift and Lower in Water

Metode ini digunakan untuk jaket ukuran kecil, di perairan yang sangat

dangkal, yang diangkut pada tongkang sudah dalam posisi tegak untuk diangkat

dan instalasi dengan crane kapal. Setelah itu jaket diangkat dari dek tongkang dan

diturunkan ke dasar laut. Jaket dipasang di konfigurasi yang biasanya kurang dari

50 m. Pondasi pile untuk struktur jacket ukuran seperti ini biasanya diangkut

bersama-sama dengan jaket di tongkang kargo yang sama. Setelah jaket diatur di

dasar laut, pile diinstal dengan menggunakan crane kapal yang sama dan

pile

hammer

dengan ukuran yang memadai.

b.

Lift and Upend

Dengan semakin besarnya ukuran jaket, struktur itu dibangun dan diangkut

dengan posisi horizontal. Jaket diangkat dari kargo

barge

dengan menggunakan 1

atau 2

crane

. Setelah

pick-up,

barge

kargo menjauh sementara jaket membalik

(

upend

).

Crane

tunggal dengan 2 blok dapat digunakan untuk

upending

jaket

ukuran lebih kecil.

c.

Launching

Struktur yang terlalu berat untuk diangkat dapat dilakukan

launching

dari

launch barge

. Sebuah

launch barge

adalah

barge

yang dilengkapi dengan

skid

9

yang cocok. Jacket dirancang baik untuk

self-upending

atau

upending

dengan

bantuan

crane vessel

. Jaket yang menggunakan metode launching perlu memiliki

cadangan daya apung yang cukup untuk memastikan struktur mengapung setelah

peluncuran. Kaki jaket dibuat mengapung dengan menggunakan

rubber

diaphragms

di ujung bawah kaki jaket dan topi baja di bagian atas. Daya apung

tambahan kadang

– kadang diperlukan untuk mencapai tingkat cadangan daya

apung yang dibutuhkan atau untuk memastikan jaket akan

upend

sendiri pada akhir

peluncuran.

2.2.4.

Launching Jacket

Launching

adalah tahap terakhir dalam instalasi

offshore stucture

. Gambar

2.2 merupakan proses dari peluncuran

jacket

secara lengkap dari tahap pertahap.

Gambar 2.2.

Jacket Launching

(Ultramarine, 2001)

Proses pertama adalah proses

ballasting

kapal, sehingga kapal miring

dengan sudut tertentu.

Barge

di-

trim

dengan sudut yang agak besar 2 sampai 4

derajat dimana stuktur tidak meluncur karena beratnya sendiri. Hal ini dimaksudkan

untuk mengamankan sudut tilting yang lebih besar selama mungkin sehingga

jacket

tidak tiba-tiba meluncur karena beratnya sendiri.

10

Dari proses pertama, selanjutnya

jacket

meluncur sepanjang skidway untuk

beberapa waktu sampai

jacket

mengalami “tipping”.

Gambar 2.4.

Jacket

Tipping (Ultramarine, 2001)

Setelah mengalami tipping,

jacket

berotasi dan meluncur sampai terpisah

dari

barge

.

Gambar 2.5.

Jacket Separates

(Ultramarine, 2001)

Kemudian berosilasi untuk beberapa detik dan akhirnya mengapung dengan

daya apungnya sendiri.

Gambar 2.6.

Jacket Floating

(Ultramarine, 2001)

2.2.5

Upending Jacket

Setelah dilakukan

launching

, maka langkah selanjutnya adalah

upending

jacket

.

Upending jacket

merupakan kombinasi sistem crane

barge

dengan sistem

controlled flooding

yang digunakan untuk memposisikan struktur

jacket

dari posisi

11

pemancangan. Pada fase

upending

ini dibutuhksn sinkronisasi antara crane

barge

dengan sistem

flooding

sehingga dapat diprediksikan dengan baik prosedur proses

upending

nya.

Gambar 2.7.

Proses

launching

hingga

upending

jacket

dengan

floating crane

(http://fgg-web.fgg.uni-lj.si

Lecture15A.9 : Installation

)

Sistem flooding harus didesain untuk menahan tekanan air yang akan

dialami

jacket

selama proses upending. Semua penutup aliran (valve), sambungan

lifting, dan peralatan yang berkaitan dengan prosedur ini harus benar-benar

dipastikan dalam kondisi aman dan siap digunakan. Karena sifatnya berdasarkan

kondisi lingkungan maka perencanaan dan persiapan yang dilakukan harus matang

dan dirincikan secara detail tiap-tiap langkahnya supaya terhindar dari bahaya.

2.2.6. Stabilitas Bangunan Laut Terapung

“Stabilitas”

adalah kemampuan bangunan laut terapung untuk kembali ke

posisi semula (even keel/tegak) setelah mengalami kemiringan melintang (oleng)

maupun mengalami kemiringan memanjang (trim) akibat pengaruh gaya-gaya luar

(gelombang, angin, arus). (Rawson dan Tupper, 2001)

3 (Tiga) macam keseimbangan statis :

1.

Keseimbangan

Stabil

Jika kapal mengalami kemiringan sedikit dari kedudukannya, kapal akan

12

2.

Keseimbangan

Labil

Jika kapal mengalami kemiringan sedikit dari kedudukannya, kapal akan

bertambah kemiringannya (sudut kemiringannya bertambah besar) dari kedudukan

semula.

3.

Keseimbangan

Indiferent

Jika kapal mengalami kemiringan dari kedudukan semula, kapal akan tetap

pada kedudukannya yang

baru tersebut (posisi miring) meskipun pengaruh

gaya-gaya luar sudah tidak ada.

2.2.7. Titik-Titik yang Berpengaruh pada Stabilitas

1.

Titik G (

Centre of Gravity

)

Yaitu titik pusat berat kapal keseluruhan atau titik tangkap gaya berat kapal

keseluruhan. Titik G dipengaruhi oleh bentuk/dimensi konstruksi kapal,

posisi/berat (permesinan, peralatan, perlengkapan, muatan, bahan bakar, dan air

tawar).

KB : adalah titik buoyancy vertikal kapal yang diukur dari keel sampai titik B.

3.

Titik M (

Metacentre

)

Dapat didefinisikan sebagai titik perpotongan antara gaya tekan ke atas pada

saat even keel dengan gaya tekan ke atas pada saat kapal mengalami kemiringan.

Titik M dapat digambarkan dalam suatu grafik yang tergantung dari sudut

kemiringan.

13

Untuk sudut-sudut oleng yang lebih besar >9°, maka :



Titik perpotongan antara vektor gaya tekan ke atas pada sudut

𝜑

dengan vektor gaya tekan ke atas pada waktu tegak disebut sebagai

titik N

𝜑

(metacentre imajiner).



Sedang titik perpotongan antara vektor gaya tekan ke atas pada sudut

𝜑

dengan vektor gaya tekan ke atas pada sudut oleng

𝜑+ ∆ 𝜑

disebut

sebagai titik M

𝜑

.

Gambar 2.8.

Stabilitas Bangunan Laut Terapung (Murtedjo, 2014)

2.2.8. Gerakan Bangunan Apung

Setiap struktur terapung yang bergerak di atas permukaan laut selalu

mengalami gerakan osilasi. Gerakan osilasi ini terdiri dari 6 macam gerakan, yaitu

3 macam gerakan lateral dan 3 macam gerakan rotasional dalam 3 arah sumbu yang

ditunjukkan dalam gambar 6 . Gerak yang diakibatkan gelombang terbagi menjadi

2 bagian yaitu :

1.

Gerakan rotasional

Gerakan rotasional adalah gerakan yang membentuk sudut terhadap

sumbu, gerakan rotasional ini terdiri dari:

- Rolling : gerakan rotasional terhadap sumbu x

- Pitching : gerakan rotational terhadap sumbu y

- Yawing : gerakan rotational terhadap sumbu z

14

Gerakan transversal adalah gerakan yang searah dengan arah sumbu,

gerakan transversal terdiri atas:

- Surging : gerakan transversal pada arah sumbu x

- Swaying : gerakan transversal pada arah sumbu y

- Heaving : gerakan transversal pada arah sumbu z

2.2.9.

Response Amplitude Operator

Response Amplitude Operator (RAO) atau sering disebut sebagai Transfer

Function adalah fungsi respon yang terjadi akibat gelombang dalam rentang

frekuensi yang mengenai struktur offshore. RAO disebut sebagai

Transfer Function

karena RAO merupakan alat untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam

bentuk respon pada suatu struktur. Bentuk umum dari persamaan RAO dalam

fungsi frekuensi (Chakrabarty, 1987) adalah sebagai berikut:

Response () = (RAO)  () ,

dimana,  = amplitudo gelombang, m, ft

Menurut Chakrabarti (1987), persamaan RAO dapat dicari dengan rumus sebagai

berikut:

Spektrum JONSWAP dikembangkan oleh Hasselman,

et al.

(1973) selama

Joint North Sea Wave Project

dan karenanya dinamai JONSWAP. Persamaan

spektrum JONSWAP dapat dituliskan sebagai berikut :

𝑆(𝜔) = 𝛼𝑔

2

_𝜔

−5

_{exp [−1.25(𝜔/𝜔}

15

γ = 3.30

→

dapat bervariasi antara 1 sampai 7

τ

a

= 0.07

τ

b

= 0.09

α = 0.076(X

0

)

-0.22

→

α = 0.0081 (jika X tidak diketahui)

ω

0

= 2π(g/U

w

)(X

0

)

-0.33

Gambar 2.9.

Perbandingan spektra JONSWAP dan Pierson-Moskowitz

(Chakrabarti, 1987)

Nilai dari α dianggap sama dengan formula P

-M untuk

fetch

yang berbeda.

Spektra JONSWAP dan P-M dibandingkan pada

Gambar 2.9

. Nilai γ 3,3

menghasilkan spektrum rata – rata untuk kecepatan angin tertentu, U

w

, dan panjang

fetch

, X. Namun, nilai γ akan bervariasi meskipun kecepatan angin konstan

bergantung pada durasi angin, dan tahap pertumbuhan, dan kehilangan dari badai.

Nilai γ terlihat mengikuti distribusi probabilitas normal

(Gambar 2.10)

. Ochi

(1978) memperlihatkan kumpulan kurva untuk lima nilai γ yang berbeda antara

1,75 dan 4,85 bersama dengan faktor pemberat berdasarkan probabilitas kerapatan

spektrum. Dia menyarankan untuk memakai spektra gelombang JONSWAP untuk

perencanaan struktur lepas pantai di area terbatas.

16

rata dari gelombang acak ditentukan. Hubungan analisis antara ke empat parameter

ini ditunjukkan pada persamaan polinomial berikut :

H

s

= (0.11661 + 0.01581γ – 0.00065γ

2

)T

02

... (2.3)

T

0

= (1.49 – 0.102γ + 0.0142γ

2

– 0.00079γ

3

)T

z

... (2.4)

Dari persamaan diatas, untuk γ = 1

H

s

= 0.1317T

02

... (2.5)

T

0

= 1.4014T

z

... (2.6)

Goda (1979) telah menurunkan persamaan spektrum JONSWAP untuk

penggunaan parameter H

s

dan ω

0

sebagai berikut :

𝑆(𝜔) = 𝛼 ∗ 𝐻

𝑠2 𝜔

−5

𝜔₀−4

exp [−1.25(𝜔/𝜔

0

)

−4

]𝛾

exp [− (𝜔−𝜔0)

2_(2𝜏2_𝜔 0 2_)]

... (2.7)

Gambar 2.10.

Histogram dan distribusi probabilitas yang berasal dari nilai

–

nilai

γ, dan nilai –

nilai γ yang direkomendasikan sesuai

faktor pemberat. (Ochi, 1978)

2.2.11.

Buoyancy

Hukum Archimedes menyatakan bahwa jika suatu benda tercelup

seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida, tampak mengalami kehilangan massa

sama dengan massa fluida yang dipindahkan (Derret, 1999). Massa jenis air tawar

17

maka benda tersebut kehilangan massa 1000 kg untuk setiap 1 cm

3

_{air yang}

dipindahkan.

Ketika sebuah kotak berukuran 1 cm

3

_{dan massa 4000 kg direndam dalam}

air tawar akan nampak benda tersebut mengalami kerugian dalam massa 1000 kg.

Jika diukur dengan neraa pegas keseimbangan akan menunjukkan 3000 kg.

Gambar 2.11.

Sebuah kotak dengan volume 1 cm

3

_{dan massa 4000 kg direndam}

di air tawar 1000 kg/cm

3

_{. (Derret, 1999)}

Karena massa awal dari kotak tersebut tidak berubah, maka harusnya

terdapat gaya yang bekerja vertikal ke atas untuk menjelaskan hilangnya massa

1000 kg. Gaya ini disebut gaya

buoyancy

(gaya apung), dan dianggap bekerja pada

18

19

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Metodologi Penelitian

Penjelasan mengenai tugas akhir dapat dilihat pada Gambar 3.1:

Gambar 3.1

Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

Mulai

Studi Literatur dan

Pengumpulan Data

Pemodelan

Jacket

dan

buoyancy tank

dengan

software

SACS

Tidak

Ya

Input tinggi gelombang

Konversi model dari

SACS ke MOSES

Cek Model

Variasi :

- Posisi vertikal

buoyancy tank

- Jumlah

buoyancy tank

- Dimensi

buoyancy tank

- Bentuk orientasi

buoyancy tank

- Tinggi gelombang

20

Gambar 3.1

Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir (lanjutan)

3.2

Prosedur Penelitian

Berdasarkan diagram alir penelitian diatas, dapun prosedur penelitian dan

langkah-langkah penelitian dalam mencapai tujuan Tugas Akhir ini dijelaskan

sebagai berikut:

1.

Studi Literatur

Studi dan pengumpulan literatur sebgai bahan-bahan referensi dan

sumber teori-teori yang diperlukan dalam penyelesaian Tugas Akhir kali

ini.

2.

Pengumpulan Data

Data yang dibutuhkan untuk penelitian berupa data sruktur

jacket

. Data

yang digunakan didapat dari hasil pengerjaan Tugas Rancang Besar 2 &

3.

3.

Pemodelan

Jacket

dengan

software

SACS

Analisis karakteristik gerakan

jacket

Selesai

A

Analisis stabilitas

jacket

B

Analisis perbandingan tiap kasus variasi

21

Melakukan pemodelan dengan bantuan

software

SACS untuk penelitian.

Pemodelan

jacket

diberi variasi posisi, jumlah, dan dimensi

buoyancy

tank

.

4.

Konversi model dari SACS ke MOSES.

Merubah file hasil pemodelan SACS ke file untuk dapat digunakan

software

MOSES untuk analisis.

5.

Cek Model

Mengecek model setelah konversi apakah masih sama atau tidak.

Parameter yang diperiksa adalah total berat dan daya apung struktur.

6.

Input tinggi gelombang

Memasukkan data lingkungan berupa tinggi gelombang. Tinggi

gelombang divariasikan untuk mewakili kondisi lingkungan tenang dan

ekstrim.

7.

Analisis stabilitas

jacket

Melakukan analisis stabilitas

jacket

apakah sesuai dengan panduan Noble

Denton 0028/ND. Stabilitas yang ditinjau adalah tinggi

metacenter

(GM).

8.

Analisis karakteristik gerakan

jacket

Menganalisis gerakan

jacket

akibat dari variasi

buoyancy tank

dan tinggi

gelombang.

9.

Kesimpulan

Menarik kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan.

3.3

Data

Jacket

Data

jacket

yang digunakan dalam penelitian ini adalah data

jacket

dari

22

Tinggi

: 104 ft

Lebar

: 63.8 ft

Kedalaman

: 95 ft

Batter

: 1:10

Kaki

: 4

OD Leg

: 48 in

WT Leg

: 1 in

CoG

X

: 0.1 ft

Y

: 0.1 ft

Z

: 50.4 ft

Gambar 3.2.

Data

Jacket

3.3

Data Lingkungan

Jacket

diasumsikan akan diinstal di wilayah Laut Banda dengan rentang

tinggi gelombang 0.5

–

1.25 m berdasarkan data dari BMKG 30 April 2017.

23

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Pemodelan

Jacket

dengan

Buoyancy Tank

Pemodelan dilakukan menggunakakn

software

SACS dengan variasi

Buoyancy Tank

. Variasi pemodelan dilakukan sebanyak 7 macam, berupa variasi

posisi sebanyak 3 buah, variasi jumlah 1 buah, variasi ukuran 2 buah, dan variasi

bentuk orientasi 1 buah. Struktur yang digunakan dalam penelitian ini

memiliki data

sebagai berikut.

tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 20 ft dari titik K. Model

dikatakan dalam kondisi normal apabila

tidak ada

buoyancy tank

yang bocor.

Kondisi

damage

1 apabila

tank

D1 bocor.

Kondisi

damage

2 apabila

tank

D1 dan D2

bocor. Kondisi

damage

3 apabila

tank

D1,

D2, dan D3 bocor. Total berat model

727.05 kips dan total

buoyancy

859.07 kips.

●K

24

4.1.2

Case

2 (Variasi Posisi)

Model

jacket case

2 memiliki

buoyancy

tank

dengan konfigurasi seperti gambar

di samping. Posisi titik berat

buoyancy

tank

berada pada elevasi 41 ft dari titik

K. Model dikatakan dalam kondisi

normal apabila tidak ada

buoyancy tank

yang bocor. Kondisi

damage

1 apabila

tank

D1 bocor. Kondisi

damage

2

apabila

tank

D1 dan D2 bocor. Kondisi

damage

3 apabila

tank

D1, D2, dan D3

bocor. Total berat model 727.05 kips

dan total

buoyancy

859.07 kips.

4.1.3

Case

3 (Variasi Posisi)

Model

jacket case

3 memiliki

buoyancy

tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 56.5 ft dari titik K.

Model dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

yang

Gambar 4.2.

Pemodelan

Case 2

25

4.1.4

Case

4 (Variasi Jumlah)

Model

jacket case

4 memiliki

buoyancy tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 56.5 ft dari titik K.

Model dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

yang bocor.

Kondisi

damage

2 apabila 2

tank

D2 bocor.

Model

jacket case

5 memiliki

buoyancy tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 56.5 ft dari titik K.

Model dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

yang bocor.

Kondisi

damage

1 apabila

tank

D1 bocor.

Kondisi

damage

2 apabila

tank

D1 dan D2

bocor. Kondisi

damage

3 apabila

tank

D1,

D2, dan D3 bocor. Total berat model 738.03

26

4.1.6.

Case

6 (Variasi Dimensi)

Model

jacket case

6 memiliki

buoyancy tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 56.5 ft dari titik K.

Model dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

yang bocor.

Kondisi

damage

1 apabila

tank

D1 bocor.

Total berat model 714.1 kips dan total

buoyancy

774.5 kips.

4.1.7.

Case

7 (Variasi Orientasi)

Model

jacket case

7 memiliki

buoyancy tank

dengan konfigurasi seperti gambar di

samping. Posisi titik berat

buoyancy tank

berada pada elevasi 72 ft dari titik K. Model

dikatakan dalam kondisi normal apabila

tidak ada

buoyancy tank

yang bocor. Kondisi

27

4.2.

Analisis Stabilitas Statis

Analisis stabilitas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kestabilan

jacket

saat mengapung dengan berbagai pengaruh variasi

buoyancy tank

dan

kegagalannya. Kestabilan bangunan diketahui dengan meninjau titik metacenter

(M), titik berat (G), dan titik apung (B).

Gambar 4.8.

Grafik Tinggi Metacenter (KML)

Dapat diketahui pengaruh posisi

buoyancy tank

pada nilai KML, dapat

dilihat pada grafik

case

1,2 dan 3 bahwa jika posisi

buoyancy tank

mendekati sarat

air maka nilai KML semakin tinggi. Kemudian pengaruh jumlah

buoyancy tank

dapat dilihat grafik case 4 dan 3, semakin banyak

buoyancy tank

menyebabkan luas

permukaan air (WPA) menjadi semakin besar sehingga menyebabkan nilai KML

semakin besar juga. Hal ini berlaku juga dengan kasus variasi dimensi, dapat dilihat

grafik

case

5 dan 6, semakin besar dimensi

buoyancy tank

maka nilai KML juga

semakin besar. Perbedaan signifikan terjadi pada

case

7 karena orientasi

buoyancy

tank

sejajar dengan garis air menyebabkan luas permukaan air sangat besar

sehingga memberikan nilai KML yang sangat besar.

Pengaruh terjadinya

damage

pada

buoyancy tank

memberikan pengaruh

28

yang mengalami

damage

posisinya berada diatas titik berat

jacket

maka akan

menyebabkan nilai KG naik sedangkan, jika posisinya berada dibawah titik berat

jacket

, maka nilai KG akan turun.

Berikut adalah GM keseluruhan model yang menunjukkan bahwa

jacket

stabil pada kondisi mengapung karena GM lebih dari 1.65 ft (0.5 m) menurut Noble

Denton.

Tabel 4.3.

GM Setiap Model Kondisi Normal

# Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Case 7

GM (ft) 8.8 16.73 19.01 18.77 19.02 19.01 50.5

Tabel 4.4.

GM Setiap Model Kondisi

Buoyancy Tank Damage

# Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Case 7

GM (ft) 10.8 17.73 17.01 16.77 17.02 17.01 47.5

4.3.

Analisis Stabilitas Dinamis

Analisis dinamis dilakukan dengan melihat gerakan

jacket

saat mengapung

pada kondisi

vertical

. Analisis dinamis dilakukan dengan tujuan mengetahui sikap

gerakan bangunan

jacket

ketika mengapung dan menentukan kondisi yang aman

untuk penurunan dan penempatan

jacket

pada point yang tepat pada

seabed

.

Gerakan yg ditinjau adalah

heave

,

surge

, dan

pitch

.

4.3.1

Case

1

Berikut merupakan skenario

untuk model

jacket

case

1. Model

dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

yang

bocor. Kondisi

damage

1 apabila

tank

29

Arah gerakan yang dilihat adalah gerakan

heave

,

pitch

, dan

surge

.

Gerakan

heave

disajikan pada grafik dibawah ini

Gambar 4.10.

Grafik motion heave pada Hs = 1.67 ft

Gambar 4.11.

Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft

30

Jika dilihat melalui grafik, semakin bertambahnya massa

jacket

akibat

buoyancy tank

kemasukan air maka gerakan heave semakin mengecil. Gerakan

tersebut didapat dari titik yang ditinjau.

Tabel 4.5.

Gerakan

peak

heave

jacket

case

1

Setelah gerakan

heave

, berikutnya adalah gerakan

pitch

yaitu gerakan rotasi

terhadap sumbu y. Gerakan

pitch

disajikan dalam grafik dibawah ini

Gambar 4.13.

Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft

Gambar 4.14.

Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft

1) Hs = 1.65 ft 2) Hs = 2.7 ft 3) Hs = 5.4 ft

# Heave (ft) Persentase (%) # Heave (ft) Persentase (%) # Heave (ft) Persentase (%)

Normal 0.995 0 Normal 1.629 0 Normal 3.257 0

Damage1 0.981 -1.41 Damage1 1.605 -1.47 Damage1 3.209 -1.47

Damage2 0.950 -4.52 Damage2 1.555 -4.54 Damage2 3.11 -4.51

31

Gambar 4.15.

Grafik motion pitch pada Hs = 5.4 ft

Jika dilihat dari grafik, gerakan

pitch

semakin mengecil seiring dengan

bertambahnya massa struktur akibat

buoyancy tank

kemasukan air.

Tabel 4.6.

Tabel peak pitch jacket case 1

Setelah gerakan

pitch

, yang ditinjau selanjutnya adalah gerakan

surge

, yaitu

gerakan translasi terhadap sumbu x. Grafik berikut menyajikan gerakan

surge

.

Gambar 4.16.

Grafik motion surge pada Hs = 1.65 ft

1) Hs = 1.65 ft 2) Hs = 2.7 ft 3) Hs = 5.4 ft

# pitch (deg) Persentase (%) # pitch (deg) Persentase (%) # pitch (deg)Persentase (%)

Normal 0.202 0 Normal 0.33 0 Normal 0.66 0

Damage1 0.201 -0.50 Damage1 0.329 -0.30 Damage1 0.659 -0.15

Damage2 0.194 -3.96 Damage2 0.318 -3.64 Damage2 0.635 -3.79

32

Gambar 4.17.

Grafik motion surge pada Hs = 2.7 ft

Gambar 4.18.

Grafik motion surge pada Hs = 5.4 ft

Jika diperhatikan dari grafik, semakin bertambahnya massa maka nilai

gerakan

surge

semakin kecil. Secara keseluruhan model

jacket case

1 masih aman

untuk melaksanakan operasi penurunan

jacket

pada kondisi tinggi gelombang

signifikan 1.65 ft, 2.7 ft, 5.4 ft.

Tabel 4.7.

Tabel peak surge jacket case 1

1) Hs = 1.65 ft 2) Hs = 2.7 ft 3) Hs = 5.4 ft

# surge (ft) Persentase (%) # surge (ft) Persentase (%) # surge (ft) Persentase (%)

Normal 1.313 0 Normal 2.149 0 Normal 4.297 0

Damage1 1.289 -1.83 Damage1 2.109 -1.86 Damage1 4.218 -1.84

Damage2 1.225 -6.70 Damage2 2.005 -6.70 Damage2 4.01 -6.68

33

4.3.2. Case 2

Berikut merupakan skenario

untuk model

jacket case

2. Model

dikatakan dalam kondisi normal

apabila tidak ada

buoyancy tank

RPOINT merupakan titik yang

ditinjau.

Gerakan yang dilihat adalah gerakan

heave

,

pitch

, dan

surge

. Gerakan

heave

merupakan gerak translasi terhadap sumbu z. Grafik berikut menyajikan gerakan

heave

jacket case

2.

Gambar 4.20.

Grafik motion heave pada Hs = 1.65 ft

●

K

Gambar 4.19.

Model

Jacket

34

Gambar 4.21.

Grafik motion heave pada Hs = 2.7 ft

Gambar 4.22.

Grafik motion heave pada Hs = 5.4 ft

Jika dilihat dari grafik, pada periode kecil nilai heave kondisi normal lebih

besar. Namun, seiring periode bertambah besar yang memiliki nilai heave paling

besar adalah pada kondisi damage 3.

Tabel 4.8.

Tabel peak heave jacket case 2

1) Hs = 1.65 ft 2) Hs = 2.7 ft 3) Hs = 5.4 ft

# Heave (ft) Persentase (%) # Heave (ft) Persentase (%) # Heave (ft) Persentase (%)

Normal 0.82 0 Normal 1.342 0 Normal 2.685 0

Damage1 0.817 -0.37 Damage1 1.337 -0.37 Damage1 2.673 -0.45

Damage2 0.819 -0.12 Damage2 1.34 -0.15 Damage2 2.68 -0.19

35

Berikutnya gerakan pitch disajikan pada grafik berikut ini.

Gambar 4.23.

Grafik motion pitch pada Hs = 1.65 ft

Gambar 4.24.

Grafik motion pitch pada Hs = 2.7 ft